TRAVAUX PRATIQUES DE CHIMIE

DÉPARTEMENT DES SCIENCES DE L’INGÉNIEUR
UNIVERSITÉ TECHNIQUE DE CONSTRUCTIONS DE BUCAREST
TRAVAUX PRATIQUES
DE CHIMIE
(TP de chimie)
Rédigé par :
Professeurs : Maria POPESCU
Ion ROBU
- 2007 -

AVANT PROPOS
Ce recueil de travaux pratiques s’adresse aux étudiants du tronc commun de constructions.
Il comprend de travaux pratiques de thermodynamique chimique, de cinétique, d’équilibre
chimique dans le système homogène (solutions) et hétérogène (adsorption, courbes de refroidissement),
d’électrochimie et de corrosion.
Chaque travail pratique est accompagné de renseignements théoriques et, de même, des
exercices sont proposés, afin de contrôler l’acquisition et l’assimilation des connaissances.
Le but de ce recueil est d’habituer les étudiants à fournir une activité purement personnelle ; il
est donc nécessaire à tout étudiant de connaître parfaitement le côté théorique avant d’exécuter les
travaux pratiques proposés.
Les auteurs

TABLE DES MATIERES
1. TRAVAUX PRELIMINAIRES ............................................................................................8
1.1. Renseignements pratiques........................................................................................8
1.1.1. Matériels de laboratoire............................................................................8
1.1.2. Consignes de sécurité................................................................................9
1.1.3. Symboles utilisés sur les étiquettes des produits chimiques....................11
1.2. Lecture des volumes ...............................................................................................12
1.2.1. Utilisation de la pipette (pipetage). ........................................................12
1.2.2. Utilisation de la burette...........................................................................12
1.3. Solutions. Concentrations ......................................................................................13
1.3.1. Concentrations des solutions. Activité ionique .......................................13
1.3.2. Transformations réciproques sur les concentrations..............................16
1.4. Compte rendu .........................................................................................................16
1.5. Exercices. ...............................................................................................................16
2. PREPARATION DES SOLUTIONS D’UNE CONCENTRATION DONNEE
DETERMINATION DE LA DENSITE DES SOLUTIONS.........................................18
2.1. Préparation des solutions......................................................................................18
2.1.1. Préparation d’une solution par dissolution ............................................18
2.1.2. Préparation d’une solution par dilution .................................................18
2.2. Détermination de la densité ..................................................................................20
2.3. Compte rendu .........................................................................................................21
2.4. Exercices ................................................................................................................21
3. DETERMINATION DES EFFETS THERMIQUES.
ENTHALPIE DE DISSOLUTION ...................................................................................22
3.1. Généralités théoriques ...........................................................................................22
3.2. Détermination de la capacité thermique (calorifique) du calorimètre..................23
3.3. Détermination de l’enthalpie de dissolution ..........................................................24
3.4. Compte rendu .........................................................................................................24
3.5. Exercices ................................................................................................................25
4. CINETIQUE CHIMIQUE.
DEPENDENCE DE LA VITESSE DE REACTION DE CONCENTRATION ET DE
TEMPERATURE, DANS UN SYSTEME HOMOGENE...............................................26
4.1. Généralités théoriques ...........................................................................................26
4.2. Influence de la concentration sur la vitesse de réaction. Détermination de l’ordre
de la réaction.................................................................................................................28
4.3. Influence de la température sur la vitesse de réaction
Détermination de l’énergie d’activation (Ea) ...............................................................29
4.4. Compte rendu .........................................................................................................30
4.5. Exercices ................................................................................................................31
5. MESURE DU pH EN MILIEUX ACQUEUX ..............................................................32
5.1 Généralités théoriques ............................................................................................32
5.1.1. Mesure du pH à l’aide d’indicateurs colorés..........................................35
5.1.2. Mesure du pH par la méthode potentiométrique.....................................37
5.2. Détermination du pH en milieu aqueux .................................................................39
5.3. Compte rendu .........................................................................................................40
5.4. Exercices ................................................................................................................40

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6. METHODE D’ANALYSE QUANTITATIVE VOLUMETRIQUE
(TITRIMETRIE EN ACIDE - BASE) ...............................................................................42
6.1. Généralités théoriques ...........................................................................................42
6.2. Détermination de la concentration normale d’une solution de NaOH .................44
6.3. Détermination du HCl et du NaOH, en gramme, par titrage ..............................45
6.4. Compte rendu. ........................................................................................................46
6.5. Exercices ................................................................................................................47
7. APPLICATIONS DE LA TITRIMETRIE : DETERMINATION DE LA
DURETE DE L’EAU ET DETERMINATION DE L’NH3.........................................48
7.1. Détermination de la dureté temporaire de l’eau ..................................................48
7.1.1. Généralités théoriques ............................................................................48
7.1.2. Détermination de la dureté temporaire de l’eau potable........................51
7.1.3. Interprétation statistique des résultats....................................................52
7.2. Détermination indirecte de l’NH3 d’une solution aqueuse .................................53
7.2.1. Généralités théoriques ............................................................................53
7.2.2. Détermination indirecte de l’NH3 d’une solution aqueuse .....................53
7.2.3. Calculs.....................................................................................................54
7.3. Compte rendu .........................................................................................................54
7.4. Exercices ................................................................................................................54
8. EQUILIBRE DANS LE SYSTEME HETEROGENE :
DETERMINATION EXPERIMENTALE DE L’ISOTHERME D’ADSORBTION
DU CH3COOH, DISSOUS DANS L’EAU, PAR UNE SUBSTANCE
SOLIDE (CHARBON ACTIF).............................................................................................55
8.1. Généralités théoriques ...........................................................................................55
8.1.1. Equilibre chimique. Loi d’action de masse.............................................55
8.1.2. Equations des isothermes d’adsorption ..................................................55
8.2. Partie expérimentale ..............................................................................................58
8.3. Compte rendu .........................................................................................................59
8.4. Exercices ................................................................................................................60
9. EQUILIBRE DANS LE SYSTEME HETEROGENE :
COURBES DE REFROIDISSEMENT. DIAGRAMME D’EQUILIBRE (D’ETAT)
DES CORPS FORMANT DES SOLUTIONS SOLIDES ..............................................62
9.1. Généralités théoriques ...........................................................................................62
9.2. Partie expérimentale ..............................................................................................64
9.3. Compte rendu .........................................................................................................64
9.4. Exercices ................................................................................................................65
10. DETERMINATION DE LA VITESSE DE CORROSION CHIMIQUE DE Zn
PAR UNE SOLUTION DE HCl 1n.
ANALYSE QUALITATIVE DE L’EAU ..........................................................................67
10.1. Détermination de la vitesse de corrosion du Zn par une solution de HCl 1n...67
10.1.1. Généralités théoriques ..........................................................................67
10.1.2. Partie expérimentale. Calculs ...............................................................68
10.1.3. Compte rendu ........................................................................................69
10.1.4. Exercices ...............................................................................................69

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10.2. Analyse qualitative de l’eau ................................................................................71
10.2.1. Généralités théoriques ..........................................................................71
10.2.2. Partie expérimentale .............................................................................74
10.2.3. Compte rendu ........................................................................................74
10.2.4. Exercices ...............................................................................................75
11. DEPANDENCE DE LA TENSION ELECTROMOTRICE D’UNE PILE
ELECTROCHIMIQUE DE LA CONCENTRATION D’ELECTROLYTE....................76
11.1. Généralités théoriques .........................................................................................76
11.1.1. Le potentiel d’électrode.........................................................................76
11.1.2. Relation de Nernst .................................................................................76
11.1.3. Détermination expérimentale du potentiel standard d’électrode (εo) ...79
11.2. La pile Daniell......................................................................................................80
11.2.1. Description de la pile Daniell ...................................................80
11.2.2. Tension électromotrice (t.e.m.) standard de la pile Daniell (E0)81
11.2.3. Calcul de la constante de l’équilibre de la pile Daniell............81
11.3. Partie expérimentale : Influence de la concentration des ions sur la t.e.m.........82
11.4. Compte rendu .......................................................................................................83
11.5. Exercices ..............................................................................................................83
12. DETERMINATIONS SUR LES SYSTEMES COLOIDAUX .....................................86
12.1 Généralités théoriques ..........................................................................................86
12.1.1. Définitions. Classification .....................................................................86
12.1.2. Propriétés et préparation ......................................................................87
12.2. Partie expérimentale ............................................................................................90
12.3. Compte rendu .......................................................................................................91
13. ANALYSE DES GAZ DE COMBUSTION .................................................................93
13.1. Généralités théoriques .........................................................................................93
13.1.1. Contrôle de la qualité d’une combustion ..............................................93
13.1.2. Contrôle sur la pollution de l’air ..........................................................95
13.2. Analyseurs des gaz ...............................................................................................95
13.2.1. Analyseurs chimiques des gaz ...............................................................95
13.2.2. Analyseurs électrochimiques des gaz ....................................................97
13.3. Partie expérimentale ...........................................................................................98
13.4. Compte rendu .....................................................................................................101
13.5. Exercices ............................................................................................................101
Bibliographie..........................................................................................................................103